Pembahasan masalah penghisapan tembaga
1. Pelarutan gas
Gas yang dapat dilarutkan dalam tembaga sebagian besar adalah hidrogen dan oksigen. Gas molekuler diatomik tidak dapat langsung larut dalam lelehan logam. Proses pelarutan gas adalah: atom-atom teradsorpsi pada permukaan logam – atom-atom terdisosiasi menjadi unsur gas – berdifusi ke dalam kisi logam membentuk larutan dan senyawa padat. Hidrogen dan oksigen adalah unsur berbahaya dalam tembaga. Mereka tidak hanya dapat menurunkan kinerja tembaga, tetapi juga dapat menyebabkan terjadinya "penyakit hidrogen". Ingot tembaga mengandung oksigen dalam jumlah tertentu, namun jika oksigen atau hidrogen berlebihan terlarut akan menjadi penyebab utama kecelakaan kualitas ingot. Oleh karena itu, ketika melebur tembaga, harus diambil tindakan untuk memblokir sumber gas dan menghindari atau meminimalkan kontak udara, uap air, minyak, dan berbagai polutan dengan lelehan tersebut. Proses pelarutan gas bertujuan untuk menghilangkan kondisi “adsorpsi”, sehingga proses pelarutan tidak dapat dilakukan.
Dalam kondisi adsorpsi tertentu, derajat kelarutan gas dalam logam terutama bergantung pada:
(1) Kekuatan pengikatan antara gas dan logam.
Atom hidrogen dari unsur gas memiliki jari-jari terkecil dan merupakan unsur yang sangat reaktif. Ini dapat dilarutkan di hampir semua cairan dan padatan logam. Pada banyak logam, hidrogen menyumbang 60% hingga 90% dari total kandungan gas, sehingga penyerapan logam sering disebut “penyerapan hidrogen”. Oksigen juga mempunyai afinitas yang kuat dengan tembaga dalam cairan, dan terjadi penyerapan atau oksidasi oksigen, sehingga terbentuk Cu2O dan larut dalam cairan tembaga.
(2) Suhu dan waktu
Semakin tinggi suhu logam dan semakin lama waktu kontak antara gas dan logam, maka semakin banyak gas yang terlarut. Hanya dengan terus menaikkan suhu dan logam cair itu sendiri memiliki tekanan uap yang sangat tinggi maka kelarutannya akan menurun secara bertahap.
(3) Kecepatan difusi gas dalam tembaga cair
Tungku induksi frekuensi daya sangat meningkatkan kecepatan difusi karena efek pengadukan otomatis gaya elektromagnetik.
(4) Hubungan antara hidrogen dan oksigen dalam tembaga cair
Hubungan antara kandungan hidrogen dan oksigen dalam tembaga cair berbanding terbalik dengan lebih sedikit oksigen dan lebih banyak hidrogen, lebih banyak oksigen dan lebih sedikit hidrogen. Hal ini dapat menjelaskan mengapa TP2, yang terdeoksigenasi sepenuhnya, lebih sensitif terhadap kerusakan hidrogen dibandingkan T2.
2. Peleburan tembaga
Peleburan tungku listrik tembaga menggunakan tembaga elektrolitik sebagai bahan bakunya. Bahan tembaga elektrolitik itu sendiri mengandung gas, dan keadaan permukaannya mempunyai dampak penting pada hisapan kolam cair.
Arang sering digunakan sebagai penutup dan deoxidizer saat peleburan tembaga. Deoksidasinya hanya terjadi pada permukaan yang bersentuhan dengan logam cair, sehingga disebut deoksidasi permukaan. Untuk tembaga terdeoksidasi (seperti TP1, TP2), selain menggunakan arang untuk deoksidasi, tembaga fosfor juga digunakan untuk deoksidasi akhir sebelum keluar dari tungku. Tembaga fosfor dapat tenggelam ke dalam kolam cair dan larut di seluruh kolam cair, dan berinteraksi dengan oksidasi pada logam cair. Interaksi material, efek deoksidasi signifikan.
Pada kedua reaksi reduksi deoksidasi di atas dihasilkan gas yaitu CO, CO2 dan P2O5. Produk gas ini dapat membawa hidrogen untuk keluar dari permukaan cairan saat lelehan meningkat. Namun dibandingkan dengan deoksigenasi, dehidrogenasi ini bersifat sekunder atau terbatas.
Namun arang sebenarnya mengandung gas dan uap air, terutama arang yang belum dikalsinasi dengan baik. Oleh karena itu, sulit untuk menghindari oksidasi dan penyerapan hidrogen pada kondisi lapisan arang. Selama peleburan, oksidasi dan dehidrogenasi, proses penyerapan dan deoksidasi hidrogen sering terjadi bersamaan. Pertanyaannya adalah mana yang lebih dominan, sisi menguntungkan atau sisi merugikan. Hal ini memerlukan pengendalian kondisi proses untuk mendukung keuntungan dan menghindari kerugian.
3. Pengaruh gas pada pengecoran ingot
Dalam produksi rutin, gelembung pada bahan tembaga dapat disebabkan oleh ekstrusi atau pengecoran ingot, dan merupakan cacat limbah teknis yang tidak disengaja. Tanggung jawab kualitas atas jumlah gelembung yang berkepanjangan dan sangat besar terletak pada proses sebelumnya - pengecoran, yang disebabkan oleh pori-pori pada batangan tembaga.
Pori-pori pada batangan tembaga terisi dengan gas. Pori-pori yang lebih kecil dapat saling menempel setelah pemrosesan, namun dapat terlihat sebagai cacat permukaan - terkelupas selama langkah pemrosesan berikutnya. Jika pori-pori pada batangan tembaga banyak, maka pori-porinya juga akan lebih besar. Pada saat ini, akan terjadi lepuh pada bagian tengah dan belakang blanko tabung yang diekstrusi. Lepuh sebagian besar menyebar terus menerus sepanjang arah ekstrusi dan menjadi lebih parah ke arah ujung belakang (sisa ujung ekstrusi). , dan distribusi gelembung dalam arah melingkar tidak teratur. Lepuh yang parah tidak dapat diperbaiki dan hanya dapat dibuang, sedangkan lepuh yang lebih ringan akan diperbaiki dan kemudian dimasukkan ke dalam proses peregangan. Namun, pengelupasan dan inklusi terekspos selama peregangan, sehingga berdampak lebih besar pada hasil. Saat mengekstrusi blanko tabung yang lebih kecil dengan segel air, karena intensitas pendinginan yang tinggi dan gelembung yang kecil (gas tidak memiliki waktu untuk berkumpul dan mengembang), banyak cacat seperti pengelupasan dan inklusi terlihat selama proses produksi cold rolling-drawing berikutnya, dan tabung berakhir. Terjadi pemisahan sebagian. Setelah anil, pipa yang ditarik akan menunjukkan banyak lepuh seperti ruam. Perbedaan dari billet yang diekstrusi melepuh adalah bahwa sebagian besar gelembungnya terputus-putus dan lebih kecil. Gelembung yang besar seperti butiran beras dan gelembung yang kecil seperti ujung jarum. Mereka tidak mudah dideteksi dengan mata telanjang. Itu perlu. Anda bisa mendeteksinya dengan merasakannya.
Terbentuknya gelembung merupakan hasil reagregasi dan pemuaian gas akibat pengaruh suhu dan waktu setelah kompresi pori.
Pipa yang sudah jadi (tanpa gelembung) memiliki ketahanan terhadap tekanan, sifat muai dan perataan yang buruk, yang mencerminkan hilangnya plastisitas material.
Alasan lain mengapa tabung tembaga melepuh adalah karena ingot tersebut merupakan larutan padat tembaga lewat jenuh, yang merusak kisi kristal, menyebabkan tegangan tipe ketiga dan mengurangi plastisitas. Selama ekstrusi atau anil, karena perubahan suhu, hidrogen mengendap dari antarmuka seperti batas butir atau inklusi yang memanjang sepanjang arah ekstrusi untuk membentuk gelembung.
Pengisapan tembaga menyebabkan billet ekstrusi menggelembung. Ciri-ciri gelembung pada pipa anil adalah pada dasarnya setiap pipa mempunyai gelembung, sehingga mengakibatkan penurunan tajam dalam hasil dan pengikisan secara bertahap. Hal ini sangat berbeda dengan penyebab melepuh lainnya.
Saran mengenai tindakan untuk mencegah aspirasi
Kandungan gas yang berlebihan pada batangan tembaga disebabkan oleh kombinasi beberapa faktor seperti operasi produksi yang tidak memenuhi persyaratan proses peleburan dan pengecoran tembaga, serta buruknya bahan baku, bahan penutup, dan gas pelindung. Semua faktor yang tidak menguntungkan harus dihilangkan semaksimal mungkin untuk memastikan bahwa produksi didasarkan pada keamanan dan kualitas. Proses penyempurnaan dan perbaikan menunjukkan bahwa kolam cair (hisapan primer) mempunyai pengaruh paling besar terhadap hisapan. Setelah tautan ini pada dasarnya terpecahkan, gelembung pada pipa tembaga berkurang secara signifikan (gelembung semakin kecil). Hanya ketika masalah penghisapan udara sekunder, dasar spindel, dan paking diselesaikan pada saat yang sama, gelembung-gelembung pada pipa tembaga dapat dihilangkan sepenuhnya.
Kunci untuk mencegah aspirasi adalah dengan memblokir “sumber udara”. Langkah-langkah utamanya adalah:
(1) Tembaga elektrolitik harus memenuhi standar; bahan daur ulang dari tabung gelembung tidak digunakan untuk memproduksi tembaga merah.
(2) Bahan pemuatan (bahan harus "bebas minyak, bebas air, dan tidak tercampur") harus dimuat beberapa kali dan diisi penuh untuk sepenuhnya menghilangkan uap air yang teradsorpsi oleh muatan. Berkonsentrasilah untuk mengisi tungku sebanyak 2 hingga 3 kali, dan jangan memasukkan terlalu banyak.
(3) Arang harus kering (lebih disukai arang yang dikalsinasi). ***Arang harus ditambahkan segera setelah pemuatan, dengan ketebalan penutup 100mm~150mm untuk memenuhi persyaratan mencegah inhalasi udara, deoksidasi, dan pelestarian panas.
(4) Pintu tungku harus ditutup tepat waktu setelah muatannya meleleh.
(5) Kalsium klorida (zat dehidrasi) dipasang di pengering sistem pembangkitan gas dan diganti tepat waktu untuk menyerap kelembapan dalam gas. Tudung gas harus ditutup dengan benar, dan gas harus dinyalakan 5 hingga 10 menit sebelum dibuang untuk menghilangkan sepenuhnya udara asli di dalam tudung.
(6) Basis spindel harus dikeringkan dan dipanaskan terlebih dahulu dengan gas. Gunakan kering
Balok tembaga harus digunakan sebagai alas, dan serbuk gergaji tidak boleh digunakan sebagai alas.
